课题1　获取洁净的水教学设计模板

第二单元

化学与资源的综合利用

课题1

获取洁净的水

教学目的：

1.知道化学在水处理中的应用。

2.了解化学在水污染处理中的具体应用，认识化学与社会发展的关系；

教学重点、难点：化学在水处理中的应用。

探究建议：参观当地大型企业水处理厂；查阅有关水处理的最新科技文章。

课时划分：两课时

教学过程：

第一课时

[引课]从现实水的污染、水资源浪费导入。

[板书]一、天然水的净化

[演示实验]在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末，观察现象。写出有关的离子方程式。

[投影]KAl（SO4）2= Al3+ +K++2 SO42- Al3+ + 3H2O

Al(OH)3 + 3H+

[板书]1、混凝法

3＋＋胶体性质 Al+3H2OAl（OH）3（胶体）+3H

[分组实验2-1]学生根据课本所术动手实验

[汇报]结论：绿矾净水效果不如明矾。

[讲解] 绿矾溶于水呈酸性，但碱性条件下更易氧化，使用时将PH调至9，变成效果更好的三价铁离子。

[小结]水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负电荷，若向水中投加带相反电荷的电解质（混凝剂），可是污水中的胶体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。目前常用的混凝剂有：明矾、碱式氯化铝、铁盐等。

注意：含铝混凝剂处理饮用水的安全性。

[导课] 简述水对人类的生活及工农业生产的意义．指出由于水是一良好的溶剂，故天然水跟空气、岩石和土壤等接触，常溶解许多物质，如：无机盐类、某些可溶性有机物及气体等．水质的好坏直接影响人们的生活和生产．下面我们分来学习有关硬水及其软化的知识．

[板书]2、化学软化

（1）软水和硬水

[设问] 什么是硬水？什么是软水？(通过阅读回答) 通过提问进行小结并板书：

2＋2＋[板书] 硬水：溶有较多量的Ca和Mg的水．

2＋2＋

软水：只溶有少量或不含有Ca和Mg的水．

2+2+[指示] 硬水中溶有Ca、Mg的多少常用水的硬度来表示．要求同学阅读课本有关硬度的小字内容．

-[过渡] 通常根据引起水的硬度的物质是否含HCO3把水的硬度分为暂时硬度和永久硬度．

引导同学回忆学过的关于Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2和CaCO3、MgCO3相互转变的反应，及其对石灰岩地貌的影响．

[演示实验] 在含CaCO3或MgCO3沉淀的水中通入过量CO2引导同学观察CaCO3或MgCO3沉淀溶解的现象．

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[提问] 为什么CaCO3或MgCO3沉淀溶解了？(因为CaCO3或MgCO3跟过量溶于水中的CO2发生了化学反应生成了可溶于水的Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2) -[演示实验] 取两支试管分别加入3——5mL含Ca(HCO3)2、或Mg(HCO3)2的硬水及不含(HCO3)的硬水，分别用试管夹夹好放在酒精灯上加热，观察现象．

[提问] 在两支试管中加热后各出现什么现象？(请一位同学回答：Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2的水加热后生成沉淀，另一支无现象) [追问] 这是什么原因？(前者加热时发生了化学反应Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2→CaCO3↓或MgCO3↓

[板演] 请两位同学上讲台在黑板上写出化学方程式：

Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑

Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑

[设问] 如继续加热煮沸会有什么反应发生？

[自答] 如继续加热煮沸时MgCO3就跟水发生反应生成更难溶的Mg(OH)2沉淀

[资料：在18℃时MgCO3溶解度为0.011g，相当于110mg/L；18℃时Mg(OH)2的溶解度为0.00084g，相当于8.4mg/L．而Ca(OH)2在20℃溶解度为0.173g，CaCO3在20℃溶解度约为0.009327g/L，故加热时CaCO3沉淀不会转化为Ca(OH)2] [小结] 由Ca(HCO3)或Mg(HCO3)2引起的硬度，在加热煮沸时，因转变为CaCO3或MgCO3(后2＋2＋者进一步转变为Mg(OH)2)沉淀，而使溶液中Ca、Mg含量减小，因而硬度减小．

[板书] （2）暂时硬度：水的硬度由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的(加热时由于生成CaCO3或Mg(OH)2沉淀而使硬度减小)称暂时硬度．

（3）永久硬度：水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物引起的(加热时水的硬度不发生变化的)．

[指出] 一般天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度，因此，一般所说的硬度是泛指两种硬度的总和．

[过渡] 为什么要研究硬水呢？(自答：因为硬水有许多危害．)硬水有哪些危害？

[板书]（4）硬水的危害

[问题]1．什么叫硬水的软化？

2．硬水软化的方法——离子交换法等．

[指出] 软化硬水的方法有多种，通常有使用石灰和纯碱的药剂法及离子交换法，这里只介绍离子交换法．

[设问] 什么是离子交换剂？磺化煤使硬水软化的原理是什么？

[学生阅读教材] 要求学生阅读课本硬水软化的方法相关内容．

2＋2＋[提问] 在上述实验里硬水中的Ca、Mg是如何除去的？(请一位同学回答) 2＋2＋[讲解] 硬水中Ca、Mg通过磺化煤跟其进行离子交换而除去的．

[提问] 如何表示上述的离子交换反应？(请一位同学上讲台在黑板上板演) [板书] (4)离子交换原理

2＋＋2NaR+Ca=CaR2+2Na

2＋＋2NaR+Mg=MgR2+2Na

[指出] 其中磺化煤称为离子交换剂．

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[转折] 这种离子交换是否可以无限进行？

+2＋2＋不是的．交换进行到磺化煤中的Na全部被Ca、Mg代替后，磺化煤即失去软化硬水的能力，此时必须使磺化煤再生．

[提问] 什么是磺化煤的再生？如何再生？(请一位同学回答) +[讲解] 常用8——10％NaCl溶液浸泡磺化煤(失去交换能力的磺化煤)，CaR2和MgR2跟Na发生交换作用重新生成NaR，从而又恢复了磺化煤软化硬水的能力，这个过程叫再生．

＋2＋[板书] 再生原理：CaR2+2Na=2NaR+Ca

[小结]略。

[作业]P45-46 1、2、6 [课堂练习] 1. 下列关于硬水的叙述错误的有C 2＋2＋A. 硬水中的 Ca、Mg会阻碍肥皂起泡

B. 用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度。

C. 向硬水中加入明矾，可以使硬水软化

D. 雨水的硬度比海水的硬度小

2.水经过磺化媒处理之后，阳离子浓度最大的是C 2＋2＋ ＋＋A、Ca B、MgC、Na D、H

3.有一瓶硬水，要鉴定它是暂时硬度不是永久硬度，应选择的试剂或方法是B C A、加热 B、加Na2CO3 C、加Na3PO4 D、加石灰水

4．不能使永久硬水发生软化的方法是A A．煮沸法

B．纯碱法

C．Na3PO4

D．离子交换法

5．具有暂时硬度的水经长时间煮沸后，水的硬度就可降低，这是因钙与镁的酸式盐已

转化为 D A．CaCO3、MgCO3

B．Mg(OH)2、Ca(OH)2

C．Ca(OH)2、MgCO3

D．CaCO3、Mg(OH)2

2＋2＋--6. 用下列方法除去含Ca、Mg、Cl、HCO3的硬水，所得的水中含离子浓度最小的是 A A．蒸馏

B．加热煮沸

C．加Ca(OH)2与Na2CO3

D．离子交换法

7. 自来水厂用绿矾和氯水一起净水，试用离子方程式和简要的文字叙述原理。(答案见教材)

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